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鲜为人知风暴火箭:没有记录的11次发射

热度54票  浏览17次 【共0条评论】【我要评论 时间:2010年1月03日 16:09

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2007年6月1日,中国航天实现了长征系列火箭100次发射的记录,这确实是一个了不起的里程碑的记录,值得大书特书。

但是,在中国航天火箭发射的历史上,还有11次风暴一号火箭的发射却鲜为人知,未被记录到长征系列火箭的发射中。那11次发射都是在上世纪70年代、80年代期间进行的,火箭都是由上海航天技术研究院(那时叫上海机电二局)抓总研制的。

风暴一号的名字有点怪

风暴一号火箭任务的由来是这样的:1969年8月14日,国务院总理周恩来在接见国防工业军管小组、国务院国防工业办公室、解放军国防科学技术委员会、七机部和上海市有关负责人时,代表党中央作了重要指示:上海不仅可以搞导弹,也可以搞火箭和卫星,还可以搞洲际导弹。根据周总理的这一指示精神,同年10月31日,中共中央、国务院、中央军委向上海下达了“701工程”任务,任务中主要包括由上海抓总研制火箭和卫星。火箭取名为风暴一号,卫星取名为长空一号。

至于火箭为什么要取名风暴一号这么一个现在看起来很怪的名称?原来这一名称也是有来由的。1966年下半年文化大革命在全国各地如火如荼地开始,上海市也同全国一样开始乱了起来。当时上海有个十分有名的造反派组织,叫造反队,造反司令就是那个大名鼎鼎,后来飞黄腾达官位升至党中央副主席的王洪文。1967年1月,上海造反派在江青、张春桥等授意下,发动了一场叫“一月风暴”的红色革命运动,开展了前所未有的夺权斗争。他们将上海市委、市政府的所有当权派都当走资派打倒在地,挂上牌子批斗游街,然后再关进牛棚。造反派夺取了政权后,将上海市政权机构的名称改名为上海市人民公社。这一名称的出处估计来源于巴黎公社。后来由于党中央和毛主席的干预,全国各地夺权后的政府机构一律更名为革命委员会。正因为上海有了这赫赫有名的“一月风暴”,在特定的历史背景下,上海在文革期间承担的风暴一号火箭,其名称便是从“一月风暴”中演变而出的。

一年内就拿出了试车火箭

风暴一号的原型是七机部一院正在研制的远程地地导弹,改型后为二级火箭。当时定名为701工程,其含义是1970年的第1号任务,上级要求一定要在1970年完成初样。任务明确后,上海立即抽调一批骨干去七机部学习,调集图纸资料,随后七机部还支援了上海一些技术人员。

应该说,上海当时搞火箭和卫星的条件并不怎么具备,有些硬是靠自力更生、艰苦奋斗、白手起家干出来的。但上海不愧为基础比较厚实的老工业基地,也拥有一大批科技人员,以及技术熟练的技术工人和技术干部,他们为攻克风暴一号的技术关键作出了重大贡献。如火箭上的一种叫AK-8材料的焊接攻关,就充分体现了相互支援、相互协作的精神。该材料焊接性能差、焊接系数低(仅0.5),对焊接应力很敏感(易产生裂纹)。但因其强度高,可以提高运载火箭的性能。但焊接这一关的突破成了这种材料能否选用的决定因素。据了解,当时进行技术攻关主要把目光放在焊条上,搞得上海焊条厂日夜为新江机器厂试制各种配方的焊条不下几十种,但收效甚微。AK-8焊接关成了风暴一号研制过程中的拦路虎。为此市领导决定,调集上海有名的焊接大王、全国劳动模范唐应斌和龚春南等5人,对AK-8焊接进行攻关。他们仅用了一个月左右的时间就取得了明显效果,经他们焊接过的这种材料,打压试验基本通过。原来他们没有把眼光盯在焊条上,而是把攻关方向和精力集中在如何减小焊接变形和内应力上,抓住了AK-8焊接关键的本质和主要矛盾。他们用AK-8剪切下来的线材当焊条,一举突破了这一焊接关,创造了特种材料焊接领域内的一个奇迹。

由于计算机技术在当时还不十分普及,熟悉的人不多。而风暴一号的计算工作和软件工作量很大。所以一开始就从华东计算机研究所抽调了四五位技术骨干充实总体,大大提高和促进了风暴一号的软件编制和计算工作。但最后还剩下一项弹道的程序设计问题,由市701办公室向上海计算中心求援,才解决问题,从此弹道计算软件全部配套。

那时工程进展的速度简直可以用“大跃进”来形容。上海在短时间内就形成了大型运载火箭的设计、生产和试验力量。从设计、生产准备和试制,到第一台发动机试车,仅用了4个月时间;随后又进行了发动机四机并联试车、箭体结构静力试验和增压输送系统试验等一系列大型试验,到整发热试车火箭总装出厂,仅用了11个月。如此速度,堪称奇迹!

1972年8月10日,风暴一号火箭进行了首次发射,并获得了基本成功,验证了火箭总体设计方案的基本正确,各系统工作协调,为正式发射卫星打下了扎实的基础。但是,由于当时处在“文革”中,左的一套十分流行,好大喜功。只管工程快马加鞭求进度,而不求在技术上吃透,在质量上严格把关。这就导致了科学试验不尊重客观规律,不切实际,必定要遇到挫折。期间,1973年9月和1974年7月进行过两次飞行试验,均未成功。究其原因就是因为对质量控制不严,特别是对进行充分的地面试验不够重视,出了故障找客观原因和外部原因多,听不得不同意见。技术吃不透,原因找不准,故障不能准确定位,采取的措施针对性不强。所以在1975年连续两次成功后,又产生了骄傲和轻敌情绪,导致1976年、1978年又有新的故障发生,造成了飞行试验的失败,其中的教训非常深刻。

创造了两个国内航天第一

风暴一号最大的功绩在于创造了两个国内航天第一。1975年7月26日,由风暴一号发射成功的长空一号卫星,质量达到了1107千克,为当时国内发射成功的最重有效载荷。

为发射重型卫星并确保准确入轨,火箭总体和分系统设计单位从三个方面对火箭做了重要技术改进:一是为了提高运载能力,大幅度减轻火箭结构质量。为此对安全余量较大的贮箱厚度进行了减薄,同时还简化了系统,减轻了电缆网,部分设备进行了小型化处理;为了控制推进剂的剩余量,一级火箭采用耗尽关机方案,使推进剂得到有效利用;二级火箭飞行程序采用主发动机关机后以游动发动机进行小推力滑行方案;制导系统采用两套关机方程。这些改进措施使火箭的运载能力一下提高了50%。二是确保入轨精度。经过对几百条弹道的分析研究,把制导方案改进为速度导引与高度导引结合的混合导引方案。三是改进测控系统,确保卫星入轨段测量的可靠性。除此之外,还针对试验火箭研制、试验中暴露的问题采取了改进措施,加强了质量控制。

重型卫星发射成功后,新华社为此发布了套红新闻公报。中共中央、国务院和中央军委向从事研制和发射卫星的全体人员表示热烈祝贺。国外媒体也给予了很高的评价。重型卫星上天标志着我国航天事业的发展跨入了一个新阶段,意义重大。

利用1枚火箭发射3颗卫星,也是航天人一个大胆的设想,当时在国际上除了苏联和美国外,还没有第3个国家进行过这样的尝试。航天人利用改进后的风暴一号火箭一举成功发射了3颗卫星。

为了保证用1枚火箭发射成功3颗卫星,航天人首先通过重新组织全箭振动试验,比较准确地掌握了多星状态下的结构动力学特性;合理设计卫星结构和安排三颗卫星的位置,改进稳定系统使它具有更大的灵活性和宽裕度,解决了多星引出的火箭结构动力学问题。第二是通过精心安排卫星的分离程序,增加反推火箭的数量、调整反推火箭的位置,巧妙安排了实践二号乙卫星的位置和分离方向,确保卫星分离时不发生碰撞,不被燃气污染,可靠地进入各自的轨道。第三是通过严格控制惯性器件引起的误差和改进制导方法,提高了入轨精度。此外,又通过挖潜进一步提高了火箭的运载能力,尽量提高卫星的轨道高度,以延长使用寿命。

但一箭三星发射出师不利。1979年7月28日清晨,风暴一号火箭托举着实践二号、实践二号甲、实践二号乙3颗空间物理探测卫星从酒泉卫星发射基地起飞。火箭一级、二级主机工作正常,但在滑行段飞行中游动发动机推力下降,直至起飞后297秒自行关机。火箭终因飞行姿态失稳在空中自毁。

经查,这次发射失利问题主要出在游动发动机涡轮泵上,为此涡轮泵组的设计人员仅用44天就完成了设计改进。改进后的涡轮泵采用了机械式、浮动式、气隔式三位一体的组合密封形式;涡轮转子改用高强度材料、加粗轴径、泵诱导轮装在同根轴上;三段涡轮壳体从焊接改为整体加工结构;改用高级轴承。发动机总装组设计人员还把原来“坐”在主机推力室头部的涡轮泵“搬”到机架的悬臂梁上,构成独立的安装体系,增加了导管的柔性,并且采用两个支座、一端固定一端滑移的安装方式。这些变动使涡轮泵脱离了振源,变形可以得到补偿,并改善了涡轮泵的工作条件。

经过大量单项试验、3次涡轮泵联动试验,证明改进方案可行,接着进行1次500秒游动发动机热试车,一切正常。经过慎重研究,他们决定进行一次游机与主机组合的二级发动机热试车。联合试车于1981年1月25日下午1时46分点火,主机200.1秒正常关机后游动发动机继续工作直至3600秒正常关机,试验取得圆满成功。

1981年9月20日5时28分,火箭点火起飞,经过7分20秒,3颗卫星按照设定的程序逐一与火箭分离,进入各自预定的轨道。一箭三星发射终于获得了成功。

一箭三星是风暴一号的第11次发射,也是它最后的辉煌。以后,国家对火箭的研制发射任务作了调整,上海不再研制风暴一号,其成熟的技术融入和延续到了上海后来研制的长征系列火箭中。

在风暴一号的11次发射中,共成功了7次,失败了4次。

期间,风暴一号在进行了部分技术改进后,还于1977年和1978年共进行过两次地地低弹道飞行试验,由酒泉基地飞向新疆荒凉的沙漠地区,成功进行了由上海研制的端头再入大气层的耐高温烧蚀考核试验,为以后我国洲际导弹成功飞向太平洋打下了良好的基础。

风暴一号运载火箭的研制成果为我国航天事业做出了重大贡献,1985年,它以“液体地地战略武器及运载火箭”荣获国家科技进步特等奖。

(《太空探索》 2008年第2期)

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